Servoantrieb für Wickelvorrichtung - Winkelgleichlauf und Drehmomentregelung

[Nomis]

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Hallo allerseits,

ich arbeite gerade an einer Wickelvorrichtung. Da dieses Thema neu für mich ist, wollte ich einmal nach euren Erfahrungen in diesem Bereich fragen.
Teil der Aufgabe ist es, ein Kunststoffband zu fördern. Dieses ist zwischen zwei Walzenpaaren fest eingespannt und je eine Walze wird mit einem Servomotor angetrieben. Erschwerend kommt hinzu, dass zwischen den Walzenpaaren kein Ausgleichssystem (z.B. Tänzer) vorgesehen ist.
Somit soll neben einer Drehzahlregelung auch ein Winkelgleichlauf der Achsen möglich sein.
Trotzdem könnte sich bei hohen Geschwindigkeiten aufgrund von eventuellen Durchmessertoleranzen der Walzen ein Durchhängen oder Spannen des Bandes einstellen. Hier wäre die Idee, die Walzen drehmomentgeregelt zu betreiben. Ist das mit gängigen Servoantrieben möglich oder bräuchte ich hier wegen der Genauigkeit weitere Sensoren an den Wellen der Walzen? Das Drehmoment liegt im einstelligen Newtonmeterbereich.

Vorgabe für die Steuerung ist eine S7-1500 über Profinet mit dem TIA-Portal. Da hier noch Schwierigkeiten bei der Unterstützung der Technologiemodule im Zusammenspiel mit den Servomotoren der Hersteller bestehen, bin ich am Überlegen auch auf Siemens Komponenten (evtl. Sinamics S120) zu setzen. In der Hoffnung, dass es hierbei zu weniger Problemen kommt.

Vielleicht hat jemand hier Erfahrung in einem ähnlichen Anwendungsbereich und kann mir weiterhelfen? Ich wünsche ein sonniges Wochenende.

Viele Grüße
Nomis

 

[Knaller]

Moin
Hier wird ein Gleichlauf gebraucht. Über Profinet wird das schon schwierig. Beim Bosch Rexroth gibt es Lösungen. Hier müsste man mehr über die wickelaufgabe wissen. Die Aufgabe Wickeln beinhaltet mehr als nur winkelsynchron. Kunststoff oder Gummibänder entwickeln oft ein Eigenleben bei Geschwindigkeit.
Bei uns haben wir meist einen einstellbaren Geschwindigkeitsoffset, einen DrehmomentAusgleich und auch einen winkeloffset mit drin.

Wird das Material auch noch beim Wickeln verlegt, wie bei einer Seilwinde?



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[Blockmove]

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Wenn du sowas noch nie gemacht hast, dann hol dir Unterstützung vom Antriebshersteller.
Eigentlich hat jeder Hersteller eine passende Lösung dafür. Wichtig ist, dass du die Rahmenbedingungen (Einrichtfunktionen, Tippen, Synchronisieren, usw) genau spezifizierst.

Gruß
Dieter

 

[Nomis]

Hallo,

vielen Dank erstmal für eure Antworten. Natürlich halte ich auch noch Rücksprache mit den Herstellern, wollte mich jedoch auch unabhängig davon über Erfahrungen informieren. Danke Knaller, Bosch Rexroth hatte ich bis jetzt nicht auf dem Zettel, werde ich mir auch anschauen. Wäre Profinet denn zu langsam für meine Aufgabe oder wieso schätzt du das schwierig ein? Wichtig wäre eben, dass die Steuerung eine Profinet-Schnittstelle zur Einbindung in eine übergeordnete Anlage aufweist. Auf der Antriebsebene kann das auch anders gelöst werden. Aber da es Servoverstärker mit Profinet-Schnittstelle gibt, dachte ich das wäre am einfachsten damit.

Ich habe zur Übersicht nochmal eine kleine Prinzipskizze angehängt. Also ein seitliches Verlegen ist nicht gewünscht, die Bahnen sollen alle aufeinander gewickelt werden. Das Material selbst ist in der Länge nicht dehnbar und von der Steifigkeit vergleichbar mit solchen Umreifungsbändern für Pakete.

Zur Einrichtung lässt sich sagen, dass die oberen Walzen zum Einlegen des Bandes angehoben werden können. Ein Schlupf zwischen den Walzen und dem Band ist wegen dem Anpressdruck auch ausgeschlossen. Somit muss "nur" sichergestellt werden, dass sich beim Anlauf und Betrieb keine Wellen/Ausbeulungen des Bandes zwischen den Walzenpaaren entwickeln.

Viele Grüße
Nomis

 

[Knaller]

Ergänzung

Die Antriebe würde ich
über Sercos koppeln. Nennt sich CCD Verbund.

Die Masterachse kann mit Profinet an die Steuerung angebunden werden.

 

[zako]

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Hallo Nomis,
wenn Du eh schon eine SIEMENS- Steuerung hast, dann bietet sich der SINAMICS S120 auch gleich an - über Profinet anbinden und gut ist´s (es gibt Anlagen mit weit über 100 Achsen, die über Profinet IRT synchronisiert werden - da nimmst Du Deine Achsen über Profinet in Betrieb, synchronisierst, kommunizierst, diagnostizierst darüber und SAFETY fährst Du auch noch drüber).
Wenn ich Dein Prinzipskizze anschaue, dann denke ich nicht, dass ein Winkelgleichlauf die richtige Wahl ist (auch wenn man das mit den Technologieobjekten der S7-1500 ganz gut machen kann).
Schau Dir doch mal folgende Beschreibung an:
https://support.industry.siemens.com/cs/ww/de/view/49972266
Aber sowas wie Du hier aufzeigst, habe ich auch schon in Drehzahlgleichlauf mit Drehmomentsynchronisierung gemacht (man gibt den Achsen den gleichen Drehzahlsollwert und schaut dass die Drehmomente gleich bleiben / bzw. man verspannt über einen Offset bewusst - dann ist das Material auch gestrafft).

Grüße
Zako

 

[SUW]

Hallo Nomis,

für die S7-1500 gibt es einen Ansteuerbaustein für Wickelvorgänge, die Technologie läuft dann im S120 in DCC
Falls du Unterstützung brauchst, kannst mir ja per PN schreiben

Gruß SUW